高一物理匀速直线运动的图象教案.

高一物理匀速直线运动的图象教案

2019-01-15

教学目的：

1.会认识图象;理解匀速直线运动图象的意义;会画简单的图象;会利用图象求位移和速度。

2.了解用图象来处理实验数据，探索物理规律的研究。

重点、难点：

理解匀速直线运动的图象的物理意义。教具：

气垫导轨(包括气源和滑块)，J0201-1型数字计时器三台，光电门四个，放大器(自制)一个，米尺，三角板。

教学过程：

[上节内容，引入新课] 匀速直线运动速度公式v=s/t和位移公式s=vt 指出：物体的运动规律除了用公式来表示外，还可以用图象来表示。怎样用图象来表示物体的运动规律?请看下面的例子。

[实验] 研究一滑块在水平气垫导轨上的运动情况。实验装置如图1所示，分别用三台数字计时器同时测量滑块三段位移(OA段、OB段、OC段)所用的时间。将取得的实验数据在图上标出(图1中所标的数据是某一次实验取得的一组数据)。

[提出问题] 实验测出滑块位移20cm、40cm和60cm所用的时间，但滑块在任意时间内(如：1s内、2s内)的位移是多少?还不知道。滑块通过任一位移(如位移50cm)所用的时间是多少?还不知道。也就是说滑块的位移和时间的关系还不知道，我们现在用图象法来研究它们的关系。如何研究?

[讲述] 选一个平面直角坐标系，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移s，选取单位和合适的标度，根据实验测出的数据在坐标平面上画出相应的点，然后用平滑线将这些点连接起来，这条线就表示滑块的位移和时间的关系。这种图象叫做位移――时间图象，简称位移图象。

[板书] 一、位移――时间图象。

[讲述] 请同学们根据实验测出的数据在方格纸上画出滑块的位移――时间图象。

(画图前先将作图步骤写在幻灯片上投影并讲述，让明确)作图步骤：1.列表记录实验数据;2.选取直角坐标系;3.标明坐标轴表示的物理量及单位;4.选择合适的标度;5.描点;6.用平滑线将各点连接起来。

[学生作图，巡视辅导]

[提问] 高二作出滑块的位移――时间图象形状是什么样子?(学生根据自己作出的图象回答：“是一条倾斜的直线”)。

[讲评、纠正学生作图中存在的问题]

[小结] 作出的图象可看出：在误差允许范围内各点基本在一条直线上，即可认为滑块的位移图象是一条倾斜的直线。且这条直线通过坐标原点。

[讨论]根据作出图象的形状判断滑块做什么运动?

[归纳小结] 过原点的直线表示正比函数，即滑块的位移跟时间成正比。从而可知：滑块是做匀速直线运动。

[引导学生从图象求] (1)滑块在任意时间内的'位移(滑块1s内、2s内的位移;1s末到2s末这段△t时间内的位移△s);(2)滑块任一位移所用的时间(如位移50厘m的时间)。

[小结并板书]

1.匀速直线运动位移图象是一条倾斜的直线。

2.从图象可求：(1)位移;(2)时间;

[设问] 能不能从位移图象上求运动速度?怎样求?(学生思考)

[讲述] 图2中△s就是滑块在△t时间内的位移，所以△s/△t=v。从图中可看出比值△s/△t越大，直线与水平夹角也越大，直线越陡。因此△s/△t也叫做直线的斜率，用k表示。

(指导学生看书甲种本第60页第4行)

[板书] (3)速度v=△s/△t=k。

[练习] 求滑块的运动速度：

v =△s/△t=23cm/1s=23cm/s

=0.23m/s

[巩固练习]

1.在位移图象(图2)中画出另一条直线Ⅱ(速度 0.1m/s)。提问：(1)这条图线表示物体做什么运动?(2)它的运动速度比滑块大还是小?(3)求出它的运动速度。

2..图3是一个做直线运动物体的位移图象，线段OA、AB各表示物体做什么运动?哪段的速度大?两段的速度分别为多少?

[讲述] 在位移图象中将纵轴s改为v，即纵轴改为表示速度，那么这种图象变为表示速度和时间的关系。我们叫做速度――时间图象，简称速度图象。

[板书] 二、速度――时间图象

[讨论] “匀速直线运动的速度――时间图象的形状是什么样子?”(前后桌子四个同学为一组，讨论后各组汇报讨论结果)。

[小结并板书] 匀速直线运动速度不随时间改变。各时刻速度大小都一样，因此它的速度――时间图象是一条平行于横轴的直线。

[作图] 画出图2中滑块和另一物体的速度图象(如图4)。

[分析] 1.在同一坐标平面上，直线在纵轴上截距越大，表示运动速度越大。

2.从图象中可求物体任意时间内的位移，例如求图2中物块在2s内的位移。据s=vt，对照图4分析指出这个位移大小可用图象中纵轴表示速度的线段和横轴表示时间的线段所构成的“面积”来表示，即0.1m/s×2s=0.2m。但位移和面积是两个含义不同的量，我们不过是借用“面积”来表示位移的大小。另外这个“面积”的单位是m/s×s=m，而不是m2，所以这个“面积”要加双引号。

[板书] 2.从图象可求：(1)速度;(2)位移(位移的数值等于“面积”的数值)。

[巩固练习] 3.画出图3中物体运动的

速度――时间图象。

[学生练习，教师巡回检查辅导然后讲评]。

[归纳总结]

1.对匀速直线运动位移图象和速度图象进行比较总结，加深学生对图象意义的理解。

2.物体的运动规律可以用公式来描述，也可以用图象来描述，用图象描述直观、形象。它是研究问题的一种重要方法。希望同学们认真，为今后科学研究打下基础。